第三章 果 蔬 采 后 生 理 采收后的果蔬来自根的营养物质采收后的果蔬来自根的营养物质 被切断 但仍然是一个被切断 但仍然是一个 活活 的有生的有生 理机能的有机体 要进行一系列复杂理机能的有机体 要进行一系列复杂 的生理代谢活动 主要有的生理代谢活动 主要有呼吸生理 呼吸生理 蒸发生理 成熟衰老生理 低温伤害蒸发生理 成熟衰老生理 低温伤害 生理和休眠生理生理和休眠生理 呼吸生理呼吸生理是果蔬贮藏过程中最重要的生理活是果蔬贮藏过程中最重要的生理活 动 也是果蔬采后最主要的代谢活动 它制约动 也是果蔬采后最主要的代谢活动 它制约 和影响着其他生理过程 和影响着其他生理过程 随着呼吸作用的进行 果蔬内部的有机物随着呼吸作用的进行 果蔬内部的有机物 质不断消耗 果蔬的质地 风味 颜色和营养质不断消耗 果蔬的质地 风味 颜色和营养 物质都不断改变 呼吸的过程是一个果蔬由成物质都不断改变 呼吸的过程是一个果蔬由成 熟到衰老和不断消耗营养物质的过程 熟到衰老和不断消耗营养物质的过程 呼吸生理呼吸生理 与呼吸有关的基本概念 植物的代谢 w 代谢是维持生命各种活动过程中化学变 化的总称 w 性质上 w 方向上 物质代谢 能量代谢 同化 合成 异化 分解 同化 合成 和异化 分解 w 同化作用 assimilation 植物从环境中吸收简单的无机物 经过各 种变化 形成各种复杂的有机物 综合成 为自身的一部分 同时把太阳光能转变为 化学能 贮藏于有机物中 w 异化作用 disassimilation 植物将体内复杂的有机物分解为简单的无 机物 同时把贮藏在有机物中的能量释放 出去 供生命活动用 植物的光合作用 l碳素营养是植物的生命基础 l按照碳素营养的方式 植物可分为 异养植物 heterophyte 和自养植物 autophyte l植物的碳素同化作用 carbon assimilation 自养植物吸收二氧化碳 将其转变成有机物的过程 包 括 细菌光合作用 绿色植物光合作用和化能合成作用 三种类型 光合作用的重要性 光合作用通常是 指绿色植物吸收光 能 把二氧化碳和 水合成有机物 同 时释放氧气的过程 w1 光合作用是把无机物变为有机物的重要途径 绿色工厂 w2 光合作用是一个巨大的能量转换过程 3 1021J year w3 光合作用能维持大气中O2和CO2的相对平衡 温室效应 Greenhouse effect 温室气体 Greenhouse gases CO2及甲烷 1 与呼吸有关的基本概念 1 呼吸作用 呼吸作用是果蔬的生活细胞 在一系列酶的参与下 经过许多的生物氧化还原过程 将体内复杂的有机物分解成为简单物质 同时释放 出能量的过程 新陈代谢的异化作用方面 呼吸作用的两种类型 有氧呼吸和无氧呼吸 呼吸生理呼吸生理 与呼吸有关的基本概念 2 有氧呼吸 是在有氧气的参与下 将本身 复杂的有机物 糖 淀粉 有机酸等 彻底氧化分解 成二氧化碳和水 同时释放能量的过程 C C 6 6 HH12 12O O 6 6 6O 6O 2 2 6CO6CO 2 2 6H 6H 2 2 OO 2870 2kJ2870 2kJ 有氧呼吸是主要的呼吸方式 呼吸生理呼吸生理 与呼吸有关的基本概念 3 3 无氧呼吸 无氧呼吸 是在缺氧条件下 呼吸底物不能彻底氧化 是在缺氧条件下 呼吸底物不能彻底氧化 产生酒精 乙醛 乳酸等产物 同时释放少量能量的过程 产生酒精 乙醛 乳酸等产物 同时释放少量能量的过程 C C 6 6 HH12 12O O 6 6 2C 2C 2 2 HH 5 5 OH 2COOH 2CO 2 2 100 4kJ100 4kJ 无氧呼吸使呼吸底物氧化不彻底 产生的中间物质积无氧呼吸使呼吸底物氧化不彻底 产生的中间物质积 累过多会毒害细胞 累过多会毒害细胞 无氧呼吸是果蔬在逆境中所形成的一种适应能力 无氧呼吸是果蔬在逆境中所形成的一种适应能力 无氧呼吸会消耗更多的贮藏养分 加速衰老过程 无氧呼吸会消耗更多的贮藏养分 加速衰老过程 无氧呼吸是不利或有害的 无氧呼吸是不利或有害的 呼吸生理呼吸生理 与呼吸有关的基本概念 呼吸作用的场所呼吸作用的场所 线粒体线粒体 呼吸作用的生理意义呼吸作用的生理意义 呼吸作用提供植物生命活动所需要的大部 分能量 将有机物中贮藏的能量转变为 ATP 36 38ATP 呼吸降解过程的中间产物为其他化合物的 合成提供原料 酮酸和NAD P H 30 呼吸生理呼吸生理 与呼吸有关的基本概念 呼吸生理呼吸生理 与呼吸有关的基本概念 葡 萄 二 氧 化 碳 伤 害 呼吸生理呼吸生理 与呼吸有关的基本概念 4 呼吸强度 在一定的温度下 单位样品重在 单位时间内放出二氧化碳或吸入氧气的量 通常以每 千克样品在1h内所释放二氧化碳或吸入氧气的毫克 数或毫升数表示 呼吸速率respiratory rate 呼吸生理呼吸生理 与呼吸有关的基本概念 常用单位 CO2mg kg h 或O2mg kg h mg kg 1 h 1 mol kg 1 h 1 l kg 1 h 1 呼吸强度的大小 可以作为贮藏中果蔬衰老 速度的标志 呼吸强度越大 消耗有机物质速度 越快 贮藏保鲜寿命就越短 反之 呼吸强度越 小 果蔬贮藏保鲜寿命就越长 呼吸生理呼吸生理 与呼吸有关的基本概念 水分 增加含水量 呼吸速率加强 橘子不同部位的呼吸作用 5 呼吸商 是指一定质量的果蔬在一定时间内所 释放的二氧化碳同所吸收的氧气的体积比 用RQ来表 示 即 RQ CO2 O2 呼吸商在一定程度上可以估计呼吸作用的性质和底物 的种类 以葡萄糖为底物的有氧呼吸 RQ 1 以含氧高的有机酸为底物的有氧呼吸 RQ 1 以含碳多的脂肪酸为底物的有氧呼吸 RQ 1 呼吸生理呼吸生理 与呼吸有关的基本概念 6 呼吸热 是指果蔬在呼吸过程中产生的 除了维 持生命活动以外散发到环境中的那部分热量 在贮藏中 常常采用测定呼吸强度的方法间接 计算它们的呼吸热 贮藏中通常要尽快排除呼吸热 在计算呼吸热时 为了方便常常把呼吸作用释 放的全部热能作为呼吸热 根据呼吸强度的大小进 行计算 呼吸生理呼吸生理 与呼吸有关的基本概念 C6H12O6 6O2 6CO2 6H2O 2870 2kJ 6 44g 2870 2kJ 1mg xkJ 2870 2 x 10 9J 264 说明每释放1mg的二氧化碳 可以产生10 9J热量 呼吸热 呼吸强度 CO2mg kg h 10 9J mgCO2 呼吸生理呼吸生理 与呼吸有关的基本概念 7 田间热 是指果蔬入库时的品温与下降到 贮藏时的品温所放出的热量 即果蔬由外界环 境带进库内的热量 田间热虽不是果蔬呼吸释放的热量 但在 贮藏初期会增加贮藏温度 影响贮藏效果 呼吸生理呼吸生理 与呼吸有关的基本概念 田间热 W t C 式中 W 果蔬产品重量 t 果蔬产品需降低的度数 即入 库前的温度减去应该降低到的温度 C 果蔬产品的比热 果蔬的比热 0 2 0 8 果蔬含水量 呼吸生理呼吸生理 与呼吸有关的基本概念 8 呼吸跃变现象 有一类果实在其幼嫩阶段呼 吸旺盛 随着果实细胞的膨大 呼吸强度逐渐下降 达 到一个最低值 开始成熟时呼吸上升 达到高峰后呼吸 下降 直至衰老死亡 这种现象称为呼吸跃变现象 有呼吸跃变现象的果实体内的代谢会发生很大变化 当达到呼吸高峰时 果实品质最佳 高峰过后果实品 质迅速下降 呼吸生理呼吸生理 与呼吸有关的基本概念 呼吸生理呼吸生理 与呼吸有关的基本概念 呼吸跃变 随着成熟进程 呼吸速率逐步下降 当进入完 熟 衰老 前 呼吸速率有一个骤然上升并很快回落的过程 呼吸跃变标志果实生长发育的结束和成熟衰老的开始 对 果实贮藏期的长短有重要的影响 跃变型与非跃变型果蔬的特性比较 特性项项目 跃变跃变 型果蔬 非跃变跃变 型果蔬 后熟变变化 明显显 不明显显 体内淀粉含量 富含淀粉 淀粉含量极少 内源乙烯产烯产 生量 多 极少 采收成熟度要求 一定成熟度时时采收 成熟时时采收 跃变型与非跃变型果蔬的特性比较 呼吸生理呼吸生理 与呼吸有关的基本概念 内源乙烯含量不同 对外源乙烯的刺激反应不同 对外源乙烯浓度的反应不同 跃变型果实与非跃变型果实的区别 呼吸生理呼吸生理 与呼吸有关的基本概念 2 影响呼吸作用的因素 1 种类和品种 l 在相同的贮藏保鲜环境中 果蔬的种类品种不 同 其呼吸强度有较大差异 l 对果品来说 浆果类呼吸强度最大 葡萄除外 核果类次之 仁果类呼吸强度最小 l 对蔬菜来说 叶菜类呼吸强度最大 果菜类次 之 根菜类一些根茎 块茎 鳞茎最小 呼吸生理呼吸生理 植物 器官 呼吸速率 氧气 鲜重 l g 1 h 1 胡萝卜 根 25 叶 440 苹果 果肉 30 果皮 95 大麦 种子 浸泡15h 胚 715 胚乳 76 同一植物的不同器官或组织 呼吸速率不同 2 成熟度和发育年龄 幼龄期生长最旺盛 代谢最活跃 呼吸强度 最大 随着年龄的增长逐渐成熟 新陈代谢降 低 表皮组织和蜡质 角质保护层加厚 呼吸 强度逐渐下降 呼吸生理呼吸生理 影响呼吸作用的因素 3 贮藏环境温度 呼吸生理呼吸生理 影响呼吸作用的因素 温度主要是影响呼吸酶的活性而影响呼吸 速率 在最低点与最适点之间 呼吸速率随温 度升高而加快 超过最适点 呼吸速率随 温度升高而下降 在植物正常生活范围内 5 35 温度愈 低 果蔬的呼吸强度愈缓慢 物质消耗也愈少 随着温度的升高 酶活性加强 呼吸作用加 强 不能简单地认为贮藏温度越低效果越好 每种 果蔬都有适宜的贮藏温度 在贮藏过程中要求温度是稳定的 不能上下波 动太大 不仅要保持适宜的低温 而且还要维 持恒温 呼吸生理呼吸生理 影响呼吸作用的因素 4 贮藏环境湿度 贮藏环境的相对湿度也会刺激呼吸强度 当相对湿度过低时 造成果蔬失水过多 引起萎蔫 使水解作用加快 酶的活性加 强 呼吸强度加大 因此 在贮藏果蔬时 应保持环境适宜的相对湿度 呼吸生理呼吸生理 影响呼吸作用的因素 5 贮藏环境气体成分 l气体成分也是影响呼吸作用的重要环境因素 对果蔬 呼吸作用影响较大的气体有氧气 二氧化碳 乙烯等 合理调节这些气体的比例 可较好的保持果蔬新鲜 状态 延长贮藏期 l降低贮藏环境中的氧气含量 可抑制呼吸并推迟一些 果蔬跃变高峰的出现 l提高环境中的二氧化碳的浓度 呼吸也会受到抑制 呼吸生理呼吸生理 影响呼吸作用的因素 6 机械伤害和病虫伤害 l 果蔬一旦受到机械损伤及病虫危害时 会使呼吸作用 加强 l果蔬受伤后 果蔬组织与外界空气接触增加 气体交换 加强 提高组织内氧气含量 从而使呼吸加强 l当果蔬组织受伤或受到病虫害侵入时 会产生保卫反应 通过加大呼吸 增强对病虫害的抵抗及促使伤口的愈 合 呼吸生理呼吸生理 影响呼吸作用的因素 组织损伤时 呼吸作用明显增强 可能的原因是 破坏氧化酶与呼吸底物的分隔 细胞脱分化为分生组织或愈伤组织 淀粉转变为糖 呼吸底物增多 DNA RNA 蛋白质合成加快 需更多的能 量和新的物质 呼吸生理呼吸生理 影响呼吸作用的因素 机械伤 病虫害 影响呼吸作用的因素是多方面的 复杂 的 因素之间也不是孤立的 而是相互联 系 相互制约的 在果蔬贮藏中不能片面强调哪个条件 而要综合考虑各种条件的影响 才能达 到理想的贮藏效果 呼吸生理呼吸生理 影响呼吸作用的因素 1 与蒸发作用有关的概念 1 蒸发作用 果蔬采收以后 依靠果蔬本身与贮藏环境之间 的水蒸汽压力差 促使水分由果蔬表面向周围 环境中扩散这一现象称为蒸发作用 二 蒸发生理二 蒸发生理 2 萎蔫 因为水分的过度蒸发而导致果蔬表 面的皱缩现象称为萎蔫 3 结露 当空气水蒸气的绝对含量不变 温 度降到某一定点时 空气的水蒸气达到饱和而 凝结成水珠的现象称结露 蒸发生理 与蒸发作用有关的概念 果 蔬 萎 蔫 蒸发生理 与蒸发作用有关的概念 果蔬结露现象 蒸发生理 与蒸发作用有关的概念 2 蒸发与结露对贮藏的影响 1 失重和失鲜 一些蔬菜贮藏中的自然损耗率 蒸发生理